第三次劫难，发生在1975年——华罗庚65岁的时候。
在10年动乱开始那一阵子，华罗庚还算好。尽管许多人被污蔑为“里通外国”而横遭迫害，华罗庚却是一个“外通里国”的人物——人在中国，名声在国外。正因为这样，尽管“四人帮”想整华罗庚，也不能不有所顾忌。
1967年五一节，华罗庚登上了天安门。毛主席见了，高兴地称他为“我们的数学家华罗庚同志”。
随着“四人帮”越来越得势，他们也越来越猖狂。华罗庚自1965年起，在毛主席的关怀下，开始在工农群众中推广“两法”——优选法、统筹法。这时“两法”受到“批判”。北京科教电影制片厂拍摄了影片《优选法》，受到刁难，张春桥说影片是“引导青年人崇拜资产阶级知识分子”。直到周恩来总理亲自看了影片，同意公映，这部影片才在1973年国庆节上映。
1974年，江青在法家著作注释会上，公开点了华罗庚的名，造谣诬蔑，乱扣帽子。江青甚至说华罗庚到20个省市推广“两法”，是“游山玩水”。殊不知华罗庚腿脚不便，他怎能去“游山玩水”？
1975年，华罗庚推广“两法”的小分队被解散了，他不得不只身入川，异常劳累。8月，当他来到哈尔滨，急性心肌梗塞病发作了。病越来越重，一度病危，昏迷了6个星期。周总理闻讯，派出了为自己看病的医生前往哈尔滨救护华罗庚。
华罗庚病情稍好，便在病床上伏枕写信给毛主席，回顾了自己走过的道路。汇报了自己遭到的横逆与迫害。在国庆节——10月1日清晨6点，他终于吃力地完成了致毛主席的信。在信中，他特别写道：“今天欣逢十一，倍思毛主席指引之恩，再造之德，向主席一表心怀。”
华罗庚的手发抖，字迹不清，写罢请子女重抄，然后连同原信一起交黑龙江省委转呈毛主席。
82岁高龄的毛主席，在百忙之中看了华罗庚的来信，当即于10月5日复函，派专人直送哈尔滨医院。
7月，华罗庚收到了毛主席的信：
“意思很好。大病新愈，宜多休养一时期，待痊愈后，再去较为适宜。”
毛主席的关怀，使华罗庚的精神为之一振，病情也顿时觉得变轻了。
华罗庚欣然命笔，写下了《飞示下九霄》：
往事历历知多少，
衷情难述描，莫过今朝。
只觉得盈耳歌声、满眼笑。
如孺子又得慈亲教。
主席年高，国事辛劳，
无微不照，明察秋毫。
扶危解困惑，
飞示下九霄。
无声霹雳破迷雾，
明镜照出白骨妖。
休道她，仗势欺人多焕赫，
下场头，“纸船明烛照天烧。”
掌舵领航有主席，
那怕风狂雨骤浪滔滔。
虽今日，还淹留病榻上，
论斗志，早已直上九重霄。
在粉碎“四人帮”之后，华罗庚终于度过了平生第三次劫难。
劫尽喜来，1979年，华罗庚“双喜临门”：一是他多年来的夙愿终于实现了，光荣地加入中国共产党；二是他在应邀访问法国南锡大学时，被授予“荣誉博士”学位。这“双喜”，一是政治上的喜事，一是学术上的喜事。
华罗庚在入党时，曾为北京的《支部生活》杂志写了两首词。他托编辑部把词转呈邓颖超同志。
华罗庚对两首词写了如下题注：“申年元旦邓颖超同志以‘老同志，新党员’相勖勉。顿觉先总理音容宛在，典范犹存，行学先总理：从严从实，戒夸戒浮，为党为国为人民而鞠躬尽瘁。”
这两首词之一是《破阵子·奉答邓大姐》：
五十年来心愿，
三万里外佳音，
沧海不捐一滴水，
洪炉陶冶砂成金，
四化作尖兵。
老同志，深愧怍，
新党员，幸勉称，
横刀那顾头颅白，
跃马紧傍青壮人，
不负党员名。
邓颖超同志读后，于2月27日复信《支部生活》杂志：“他的诗，使人读了很受教育，很受鼓舞。科学家的态度，雄心壮志的誓言，跃然于诗句中。我非常赞成你们在《支部生活》杂志中刊登。”
1979年8月至12月，华罗庚应邀赴英国、荷兰、法国、西德4国讲学。华罗庚受到了这些国家的学者的尊重和欢迎。
1979年11月12日，曾发生了一件有趣的事：那时，他正在法国巴黎访问。一位法国数学家在家里举行晚会，欢迎华罗庚。华罗庚一到那里，见桌上放着一个大蛋糕，插着69支蜡烛。华罗庚这才记起，原来今天正是他69岁的诞辰！他自己都忘了这个日子，法国友人却在几天前便已开始为他准备生日晚会。按照外国的习惯，华罗庚应当一口气吹熄那69支点燃的蜡烛。
华罗庚实在难办，当他深深吸了一口气开始吹蜡烛时，发现蜡烛很快就全部熄灭了。他侧首一看，原来法国科研部部长正跪在地上，帮他一起吹灭——外国友人们连这样细小的问题都先考虑到了……
1980年8月至1981年2月，华罗庚又应邀去美国讲学，出席了国际数学会议。他的名字，被写进芝加哥一家博物馆的当今著名数学家名单之中……